Pokud jsme se seznámili s některými obecnými principy výstavby tunelů, podívejme se na probíhající projekt tunelu, který se stále dostává na titulní strany novin, a to jak kvůli svému potenciálu, tak kvůli svým problémům. Central Artery je hlavní dálniční systém procházející centrem Bostonu a projekt, který nese jeho jméno, je mnohými považován za jeden z nejsložitějších – a nejdražších – inženýrských počinů v americké historii. „Big Dig“ je vlastně několik různých projektů v jednom, včetně zcela nového mostu a několika tunelů. Jedním z klíčových tunelů, dokončených v roce 1995, je tunel Teda Williamse. Ten se noří pod bostonský přístav, aby vedl dopravu po dálnici Interstate 90 z jižního Bostonu na Loganovo letiště. Další klíčový tunel se nachází pod kanálem Fort Point, úzkou vodní plochou, kterou Britové kdysi dávno používali jako místo pro výběr mýtného z lodí.
Než se podíváme na některé techniky použité při stavbě těchto tunelů Big Dig, zopakujme si, proč se bostonští úředníci vůbec rozhodli pro tak rozsáhlý stavebně-inženýrský projekt. Největším problémem byla noční můra dopravy ve městě. Podle některých studií by v roce 2010 mohla bostonská dopravní špička trvat téměř 16 hodin denně, což by mělo neblahé důsledky jak pro obchod, tak pro kvalitu života obyvatel. Je zřejmé, že bylo třeba něco udělat, aby se ulevilo dopravním zácpám a usnadnilo se dojíždějícím pohyb po městě. V roce 1990 Kongres vyčlenil 755 milionů dolarů na rozsáhlý projekt zlepšení dálnice a o rok později Federální správa silnic (Federal Highway Administration) schválila jeho realizaci.
Foto: Massachusetts Turnpike Authority
Tunel Teda Williamse
Výstavbou tunelu Teda Williamse byl v roce 1991 zahájen projekt Big Dig. Tento podvodní tunel využíval osvědčené tunelovací techniky používané na mnoha různých tunelech po celém světě. Protože bostonský přístav je poměrně hluboký, použili inženýři metodu „cut-and-cover“. Ocelové trubky o průměru 40 stop a délce 300 stop byly do Bostonu odtaženy poté, co je dělníci vyrobili v Baltimoru. Tam dělníci dokončili každý tubus s podpěrami pro silnici, kryty pro vzduchotechnické chodby a inženýrské sítě a kompletním obložením. Další dělníci vyhloubili příkop na dně přístavu. Poté tubusy dopravili na místo, naplnili je vodou a spustili do výkopu. Po ukotvení čerpadlo odčerpalo vodu a dělníci připojili trubky k přilehlým úsekům.
Tunel Teda Williamse byl oficiálně otevřen v roce 1995 – jako jeden z mála aspektů projektu Big Dig byl dokončen včas a v rámci navrženého rozpočtu. Do roku 2010 se očekává, že jím denně projede přibližně 98 000 vozidel.
O několik mil západněji vjíždí Interstate 90 do dalšího tunelu, který vede dálnici pod jižním Bostonem. Těsně před křižovatkou I-90/I-93 se tunel střetává s kanálem Fort Point, 400 metrů širokou vodní plochou, která představovala jeden z největších problémů stavby Big Dig. Inženýři nemohli použít stejný přístup s ocelovými trubkami, jaký použili u tunelu Teda Williamse, protože zde nebyl dostatek místa pro plavbu dlouhých ocelových sekcí pod mosty na Summer Street, Congress Street a Northern Avenue. Nakonec se rozhodli od koncepce ocelových trubek zcela upustit a použít betonové tunelové úseky, což bylo první použití této techniky ve Spojených státech.
Problémem bylo vyrobit betonové úseky tak, aby se dělníci mohli pohybovat na místě v kanálu. Aby tento problém vyřešili, postavili dělníci nejprve obrovský suchý dok na jihobostonské straně kanálu. Suchý dok, známý jako odlévací nádrž, měřil 1 000 stop na délku, 300 stop na šířku a 60 stop do hloubky – byl dostatečně velký pro výrobu šesti betonových sekcí, které měly tvořit tunel. Nejdelší ze šesti tunelových úseků byl 414 stop dlouhý a nejširší 174 stop široký. Všechny byly vysoké asi 27 stop. Nejtěžší vážil více než 50 000 tun.
Dokončené úseky byly na obou koncích vodotěsně uzavřeny. Poté dělníci zaplavili nádrž, aby mohli sekce vyplavit a umístit je nad příkop vyhloubený na dně kanálu. Bohužel další problém zabránil inženýrům v tom, aby betonové sekce jednoduše spustili do příkopu. Tímto problémem byl tunel metra Red Line Massachusetts Bay Transportation Authority, který vede přímo pod příkopem. Váha masivních betonových sekcí by poškodila starší tunel metra, pokud by se nic neudělalo pro jeho ochranu. Inženýři se proto rozhodli podepřít tunelové úseky pomocí 110 sloupů zapuštěných do skalního podloží. Sloupy rozkládají váhu tunelu a chrání červenou linku metra, po které i nadále jezdí 1 000 cestujících denně.
Foto s laskavým svolením města a okresu Denver
Proces ražby tunelů
Ve Velkém výkopu se objevují i další tunelářské inovace. Pro jednu část tunelu vedoucí pod železničním nádražím a mostem se inženýři rozhodli pro tunel-jacking, což je technika běžně používaná při instalaci podzemních potrubí. Tunel-jacking spočívá v protlačení obrovské betonové krabice skrz hlínu. Horní a spodní část krabice podpírá zeminu, zatímco zemina uvnitř krabice byla odstraněna. Jakmile byla prázdná, hydraulické zvedáky tlačily krabici proti betonové stěně, dokud se celá neposunula o pět stop dopředu. Do nově vzniklé mezery pak dělníci nainstalovali distanční trubky. Opakováním tohoto procesu stále dokola se inženýrům podařilo posunout tunel vpřed, aniž by narušili struktury na povrchu.
Dnes je dokončeno 98 procent stavby spojené s Big Dig a náklady na ni přesahují 14 miliard dolarů. Návratnost pro dojíždějící do Bostonu by však měla za tuto investici stát. Stará nadzemní magistrála Central Artery měla jen šest jízdních pruhů a byla navržena pro 75 000 vozidel denně. Nová podzemní rychlostní silnice má osm až deset jízdních pruhů a do roku 2010 bude přepravovat přibližně 245 000 vozidel denně. Výsledkem je běžná městská dopravní špička trvající několik hodin ráno a večer.
Chcete-li se podívat na srovnání projektu Big Dig s jinými tunelovými projekty, podívejte se na následující tabulku.
(16 km) |
||||||
Budoucnost tunelování
S tím, jak se zdokonalují jejich nástroje, staví inženýři stále delší a větší tunely. V poslední době je k dispozici pokročilá zobrazovací technologie, která umožňuje skenovat vnitřek země pomocí výpočtů, jak se zvukové vlny šíří zemí. Tento nový nástroj poskytuje přesný přehled o potenciálním prostředí tunelu a ukazuje typy hornin a půdy i geologické anomálie, jako jsou zlomy a trhliny.
Ačkoli tato technologie slibuje zlepšení plánování tunelů, další pokroky urychlí hloubení a podloží. Příští generace tunelovacích strojů bude schopna vyrazit 1 600 tun hlíny za hodinu. Inženýři také experimentují s dalšími metodami řezání horniny, které využívají vysokotlaké vodní trysky, lasery nebo ultrazvuk. A chemičtí inženýři pracují na nových typech betonu, které tvrdnou rychleji, protože místo cementu používají pryskyřice a jiné polymery.
Díky novým technologiím a technikám se tunely, které se ještě před deseti lety zdály nemožné, najednou zdají být proveditelné. Jedním z takových tunelů je navrhovaný transatlantický tunel spojující New York s Londýnem. V tunelu dlouhém 3 100 mil by měl jezdit vlak s magnetickým výtahem rychlostí 5 000 mil za hodinu. Odhadovaná doba jízdy je 54 minut – téměř o sedm hodin kratší než průměrný transatlantický let.
Mnoho dalších informací o tunelech a souvisejících tématech najdete na odkazech na další stránce.
Reklama
.
